(57)【要約】【課題】本発明は、像担持体表面から残留トナーを含む異物を回収すると共に紙粉や劣化トナーといった異物のみを分別して収容することが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】画像形成装置の記録部に配設された感光体ドラム１５に、クリーニング装置１９が設けられており、クリーニング装置１９には、筐体内３０にスリーブ３１を外装したマグネットローラ３２が配設されており、スリーブ３１の外表面に形成されてキャリア穂により感光体ドラム１５の表面の異物を回収するようにしている。また、回収された異物のうち帯電不良の劣化トナー等は気流及び遠心力により分離されて飛散し収容スペース３３内に蓄積されていくようになる。【選択図】図２
2005300601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面に静電潜像を形成し該静電潜像にトナーを付着させて可視像化する記録手段と、前記像担持体の表面に付着した残留トナーを含む異物を除去して回収するクリーニング手段とを備え、前記像担持体の表面を走行制御して用紙に画像形成する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、外周面に複数の磁極が形成されたマグネットローラ及び該マグネットローラの外周に装着される円筒状スリーブを相対的に回転制御して円筒状スリーブの表面に形成されたキャリア穂により前記像担持体表面の前記異物を回収する回収手段と、前記円筒状スリーブに隣接して画定された異物収容スペースを備えた収容体と、前記円筒状スリーブと前記異物収容スペースとの間に配設されるとともに前記キャリア穂に付着した前記異物が飛散して前記異物収容スペースに蓄積されるように誘導する誘導部材とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記誘導部材は、前記収容体内の底面に突設されているとともに前記円筒状スリーブに対向する面が前記円筒状スリーブの外周面に沿って湾曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記誘導部材は堰状に形成されており、前記誘導部材の前記異物収容スペース側に前記異物が蓄積されていくことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化して画像形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した画像形成装置では、トナーにより可視像化したトナー像を用紙に転写した後像担持体の表面に付着した異物、主に、転写されずに表面に残留した残留トナーや用紙から付着した紙粉を除去して回収するためのクリーニング手段を設けている。クリーニング手段としては、回転ブラシ等で像担持体の表面を摺接したり、その際に回転ブラシに電圧を印加して異物を吸着するようにして回収するようにしているが、こうした回転ブラシを用いない方法も提案されている。例えば、特許文献１には、マグネットロールに回転自在に外装した円筒状スリーブを用いてキャリアを穂立ちさせ感光ドラム表面に残留する現像剤を回収するクリーニング装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、現像装置内のトナー凝集体を回収するために、現像容器に設けられた現像スリーブに対し取り込み磁極の近傍位置に、現像スリーブ側が開口した回収函を設けて、現像剤中から飛び出してくるトナー凝集体を回収函に回収するようにした点が記載されている。
【特許文献１】特開平５−３３３６７８号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のクリーニング装置では、感光ドラム表面を摺接せずに表面の残留トナーを含む異物を回収することができるが、残留トナーのうち使用可能なものについても回収されてしまい、紙粉や劣化トナー等の異物と混合した状態に置かれていると、使用可能な残留トナーについても劣化するようになってしまう。また、使用可能な残留トナーのみ感光ドラム表面に戻すことは、特許文献１記載のクリーニング装置では難しい。そこで、特許文献２に記載されているように、回収函を設けてトナー凝集体のように問題のある異物のみ回収するようにすることが考えられるが、特許文献２では、２つの同磁極を隣接して設けて穂立ちを大きくすることでトナー凝集体を飛び出すようにしており、トナー凝集体以外の不要な異物については考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、像担持体表面から残留トナーを含む異物を回収すると共に紙粉や劣化トナーといった異物のみを分別して収容することが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面に静電潜像を形成し該静電潜像にトナーを付着させて可視像化する記録手段と、前記像担持体の表面に付着した残留トナーを含む異物を除去して回収するクリーニング手段とを備え、前記像担持体の表面を走行制御して用紙に画像形成する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、外周面に複数の磁極が形成されたマグネットローラ及び該マグネットローラの外周に装着される円筒状スリーブを相対的に回転制御して円筒状スリーブの表面に形成されたキャリア穂により前記像担持体表面の前記異物を回収する回収手段と、前記円筒状スリーブに隣接して画定された異物収容スペースを備えた収容体と、前記円筒状スリーブと前記異物収容スペースとの間に配設されるとともに前記キャリア穂に付着した前記異物が飛散して前記異物収容スペースに蓄積されるように誘導する誘導部材とを備えていることを特徴とする。さらに、前記誘導部材は、前記収容体内の底面に突設されているとともに前記円筒状スリーブに対向する面が前記円筒状スリーブの外周面に沿って湾曲形成されていることを特徴とする。さらに、前記誘導部材は堰状に形成されており、前記誘導部材の前記異物収容スペース側に前記異物が蓄積されていくことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のような構成を有することで、円筒状スリーブ表面に形成されたキャリア穂により回収された異物の中で、吸着力の弱い異物が回転により生じる遠心力及び気流により飛散するようになり、誘導部材に誘導されて収容体の異物収容スペースに収容され蓄積されていくようになる。キャリア穂に吸着する異物は、帯電することでキャリア穂に吸着されているが、紙粉や劣化トナーのように帯電不良である異物は吸着力が弱いためにキャリア穂が回転移動する際に生じる遠心力や気流によって容易に飛散するようになる。一方、残留トナーのうち使用可能なものは十分帯電されるので、キャリア穂に対する吸着力が相対的に強くなっており、容易に飛散しない。そのため、キャリア穂の回転移動の程度を適時調整することで、帯電不良である異物のみ飛散して分別することができるようになる。そして、飛散した異物は誘導部材により誘導されて蓄積されるため、使用可能な残留トナーと混合することがなくなり、また、使用可能な残留トナーのみ再び像担持体に戻すことができるようになる。
【０００８】
また、誘導部材を収容体内の底面に突設し円筒状スリーブに対向する面が円筒状スリーブの外周面に沿って湾曲形成することで、キャリア穂の回転移動に伴う気流を円筒状スリーブの外周に沿った方向に制御して異物の飛散方向をその方向に誘導するようにすることができる。また、誘導部材を堰状に形成して異物収容スペース側に異物が蓄積されるようにすれば、異物が蓄積された後に円筒状スリーブ側に飛散して混合することを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の下部には給紙部２が配置され、その上部には記録部３が配されている。
【００１１】
給紙部２では、給紙カセット１０が配置されており、フラッパ１１に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１０の左端部には、ピックアップローラ１２が配置されている。フラッパ１１は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１２に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１２が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
【００１２】
給紙された用紙は、まずフィードローラ１３及びプレスローラ１４により記録部３に搬送される。記録部３では、搬送された用紙に記録するために、感光体ドラム１５、現像器１６、露光ヘッド１７、コロナ帯電器１８、クリーニング装置１９、転写ローラ２０及び定着ローラ２１が備えられている。コロナ帯電器１８は、コロトロンからの放電により感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する。コロナ帯電器１８により一様に帯電された感光体ドラム１５に、露光ヘッド１７で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１５に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１５と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１５表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２１及びプレスローラ２２によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２３及びプレスローラ２４の間に挟持されて用紙排出トレイ２５に搬出される。
【００１３】
図１において、給紙部２から用紙排出トレイ２５までを点線で示したのが、用紙搬送路である。そして、用紙搬送路に沿って配設された搬送ローラ及び用紙ガイドが用紙搬送部を構成している。
【００１４】
図２は、クリーニング装置１９に関する拡大断面図である。クリーニング装置１９の筐体３０の内部には、円筒状のスリーブ３１を外装したマグネットローラ３２が回転可能に設けられている。スリーブ３１及びマグネットローラ３２は、同軸の回転軸をそれぞれ有しており、スリーブ３１がマグネットローラ３２の外周を相対的に回転するようになっている。例えば、スリーブ３１の回転軸を円筒状にしてマグネットローラ３２の回転軸をその中に同軸に設置して互いに独立して回転するようにすれば、スリーブ３１又はマグネットローラ３２を相対的に回転させることができる。回転軸は、筐体３０に設けられた軸受に回転自在に装着して、モータ等の駆動装置により回転駆動される。
【００１５】
以上のようなスリーブ３１及びマグネットローラ３２の回転機構は、公知の機構を用いてもよく、特に限定されない。
【００１６】
スリーブ３１は、非磁性材料を用いて円筒状に成形されており、その内径はマグネットローラ３２の外径よりもわずかに大きく形成されている。マグネットローラ３２は、磁性材料からなり、その内部には、外周に沿って４つの磁極が約９０度ずつずらせて形成されている。したがって、４つの磁極によりマグネットローラ３２の外周面に磁界を発生させる。発生した磁界によりスリーブ３１の外表面に磁性キャリア３３が保持されるようになる。キャリア３３は、数十μｍの微粒子からなり、公知のものを使用すればよい。キャリア３３は、発生した磁界の磁力線に沿って稲穂のように互いに連結するようになり、４つの磁極付近では磁力線の密度が高くなるため盛り上がるように密集して形成されている。
【００１７】
筐体３０は、感光体ドラム１５に対向する部分に開口部が形成されており、その開口部からスリーブ３１が露出している。スリーブ３１の外表面は、感光体ドラム１５の表面に近接した位置に設定されている。筐体３０内には、スリーブ３１の感光体ドラム１５とは反対側に、異物を収容する収容スペース３３が形成されている。
【００１８】
スリーブ３１と収容スペース３３との間には、筐体３０内の底面から誘導部材３４が突設している。誘導部材３４は、スリーブ３１の軸方向に沿って延設された堰状に形成されており、スリーブ３１に対向する面３５は、スリーブ３１の外周面に沿って湾曲した形状の傾斜面とされている。
【００１９】
マグネットローラ３２を時計方向に回転させ、スリーブ３１を静置した状態とすると、マグネットローラ３２の回転によりスリーブ３１の外周面に形成されるキャリア３３の連結したキャリア穂は反時計回りに回動するようになる。そして、感光体ドラム１５にマグネットローラ３２の磁極が対向すると、盛り上がるように密集したキャリア穂の先端部分が感光体ドラム１５の表面に接触するようになる。その際に、感光体ドラム１５の表面に付着した残留トナーを含む異物が、帯電による電気的な力によりキャリア穂に引き寄せられて付着するようになる。
【００２０】
このようにして感光体ドラム１５から異物がクリーニング装置１９に回収されていき、感光体ドラム１５の表面がクリーニングされていく。異物が付着されたキャリア穂は、マグネットローラ３２の回転により筐体３０内に搬入され、筐体内３０の底面から誘導部材３５の傾斜面に沿って搬送される。その際に、スリーブ３１の表面付近には、スリーブ３１の回動に伴う気流が発生しており（図２の一対の矢印で示す）、誘導部材３５の傾斜面が気流の流速を高めるように作用する。すなわち、誘導部材３５の傾斜面とスリーブ３１との間の間隔が回転方向に行くに従い狭くなるようになっているため、その間を通過する気流の流速が高められる。
【００２１】
マグネットローラ３２が回転して、誘導部材３５の傾斜面の上端付近にマグネットローラ３２の磁極が対向すると、スリーブ３１の表面に形成されたキャリア穂は、誘導部材３５の上端付近で盛り上がるように密集して形成されるようになる。したがって、この付近でキャリア穂には流速の高まった気流とスリーブ３１の回動による遠心力が加わり、キャリア穂に付着した異物を分離させるように作用する。
【００２２】
キャリア穂に付着した異物のうち十分帯電された残留トナーは、電気的な力によりキャリア穂に付着しているので、キャリア穂から分離されることはないが、帯電が弱くなった劣化トナーやもともとあまり帯電することのない紙粉等は、弱い力でキャリア穂に付着しているので、キャリア穂から分離して気流に乗って飛散するようになる。したがって、残留トナーとして使用可能なものはキャリアに付着したまま搬送され、トナーとして使用できない劣化トナーやトナーに悪影響を及ぼす紙粉等は飛散し、両者は容易に分別されるようになる。
【００２３】
飛散した劣化トナーや紙粉等の異物は、気流に乗って収容スペース３３内に送り込まれ、収容スペース３３内の底面に蓄積されていくようになる。誘導部材３５の上端を通過すると、気流の流速は急速に弱まるため、収容スペース３３内に送り込まれた異物は、そのまま自重により収容スペース３３内の底面に落下していく。収容スペース３３は、誘導部材３４によりスリーブ３１が設置されたスペースと仕切られているため、収容された異物が再びスリーブ３１に付着することが防止される。使用可能な残留トナーは、キャリア穂に付着したまま再度感光体ドラム１５の表面に接触して戻されるようになる。
【００２４】
以上の例では、マグネットローラ３２を回転してスリーブ３１を静置した状態としたが、スリーブ３１を回転させてマグネットローラ３２を静置した状態としても同様である。また、気流の流速や遠心力以外に補助的に電気的な力や磁気的な力も加えて異物に作用させ分離するようにしてもよい。
【００２５】
収容スペース３３に蓄積された異物は、クリーニング装置１９全体を取り外して回収してもよいし、収容スペース３３部分のみ交換可能な構造にして、定期的に交換するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。
【図２】クリーニング装置に関する拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    画像形成装置
２    給紙部
３    記録部
15    感光体ドラム
19    クリーニング装置
【図１】
2005300601.tif 000003
【図２】
2005300601.tif 000004